概 述

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，簡稱AR），增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)也被稱為擴(kuò)增現(xiàn)實(shí)，AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是促使真實(shí)世界信息和虛擬世界信息內(nèi)容之間綜合在一起的較新的技術(shù)內(nèi)容，其將原本在現(xiàn)實(shí)世界的空間范圍中比較難以進(jìn)行體驗(yàn)的實(shí)體信息在電腦等科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)施模擬仿真處理，疊加將虛擬信息內(nèi)容在真實(shí)世界中加以有效應(yīng)用，并且在這一過程中能夠被人類感官所感知，從而實(shí)現(xiàn)超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。真實(shí)環(huán)境和虛擬物體之間重疊之后，能夠在同一個(gè)畫面以及空間中同時(shí)存在。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅能夠有效體現(xiàn)出真實(shí)世界的內(nèi)容，也能夠促使虛擬的信息內(nèi)容顯示出來，這些細(xì)膩內(nèi)容相互補(bǔ)充和疊加。在視覺化的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，用戶需要在頭盔顯示器的基礎(chǔ)上，促使真實(shí)世界能夠和電腦圖形之間重合在一起，在重合之后可以充分看到真實(shí)的世界圍繞著它。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)中主要有多媒體和三維建模以及場景融合等新的技術(shù)和手段，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)所提供的信息內(nèi)容和人類能夠感知的信息內(nèi)容之間存在著明顯不同。

關(guān) 鍵 組 成

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在功能上主要包括四個(gè)關(guān)鍵部分，其中，圖像采集處理模塊是采集真實(shí)環(huán)境的視頻，然后對圖像進(jìn)行預(yù)處理;而注冊跟蹤定位系統(tǒng)是對現(xiàn)實(shí)場景中的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，根據(jù)目標(biāo)的位置變化來實(shí)時(shí)求取相機(jī)的位姿變化，從而為將虛擬物體按照正確的空間透視關(guān)系疊加到真實(shí)場景中提供保障;虛擬信息渲染系統(tǒng)是在清楚虛擬物體在真實(shí)環(huán)境中的正確放置位置后，對虛擬信息進(jìn)行渲染；虛實(shí)融合顯示系統(tǒng)是將渲染后的虛擬信息疊加到真實(shí)環(huán)境中再進(jìn)行顯示。

技 術(shù) 原 理

AR的三大技術(shù)要點(diǎn)：三維注冊（跟蹤注冊技術(shù)）、虛擬現(xiàn)實(shí)融合顯示、人機(jī)交互。其流程是首先通過攝像頭和傳感器將真實(shí)場景進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并傳入處理器對其進(jìn)行分析和重構(gòu)，再通過AR頭顯或智能移動設(shè)備上的攝像頭、陀螺儀、傳感器等配件實(shí)時(shí)更新用戶在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的空間位置變化數(shù)據(jù)，從而得出虛擬場景和真實(shí)場景的相對位置，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系的對齊并進(jìn)行虛擬場景與現(xiàn)實(shí)場景的融合計(jì)算，最后將其合成影像呈現(xiàn)給用戶。用戶可通過AR頭顯或智能移動設(shè)備上的交互配件，如話筒、眼動追蹤器、紅外感應(yīng)器、攝像頭、傳感器等設(shè)備采集控制信號，并進(jìn)行相應(yīng)的人機(jī)交互及信息更新，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的交互操作。其中，三維注冊是AR技術(shù)之核心，即以現(xiàn)實(shí)場景中二維或三維物體為標(biāo)識物，將虛擬信息與現(xiàn)實(shí)場景信息進(jìn)行對位匹配，即虛擬物體的位置、大小、運(yùn)動路徑等與現(xiàn)實(shí)環(huán)境必須完美匹配，達(dá)到虛實(shí)相生的地步。

和AR的區(qū)別

區(qū)別一：定義

AR是Augmented Reality的字母縮寫，中文名字是“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”，是一種全新人機(jī)交互技術(shù)。通過AR技術(shù)，讓參與者與虛擬對象進(jìn)行實(shí)時(shí)互動，從而獲得一種奇妙的視覺體驗(yàn)，而且能夠突破空間、時(shí)間以及其它客觀限制，感受到在真實(shí)世界中無法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)。

VR是一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一種模擬環(huán)境，同時(shí)使用戶沉浸到創(chuàng)建出的三維動態(tài)實(shí)景，可以理解為一種對現(xiàn)實(shí)世界的仿真系統(tǒng)。而最早VR技術(shù)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，最常見的產(chǎn)品則是頭戴顯示器。

區(qū)別二：技術(shù)

AR技術(shù)：由于需要將現(xiàn)實(shí)與虛擬場景結(jié)合，攝像頭是必需品。只要是帶攝像頭的電子產(chǎn)品手機(jī)、IPAD等，都能通過安裝AR軟件，實(shí)現(xiàn)AR技術(shù)。

VR技術(shù)：因?yàn)閂R是純虛擬場景，所以VR裝備更多的是用于用戶與虛擬場景的互動交互，更多的使用是位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套（5DT之類的）、動捕系統(tǒng)、數(shù)據(jù)頭盔等等。VR設(shè)備往往是浸入式的，典型的設(shè)備就是oculus rift。

分別應(yīng)用在：

（1）AR利用攝像頭產(chǎn)品，讓用戶在現(xiàn)實(shí)世界中跟游戲中的角色進(jìn)行交互式活動。比如很火的AR手機(jī)游戲精靈寶可夢、陰陽師“現(xiàn)世召喚”活動就是通過手機(jī)攝像頭實(shí)現(xiàn)的。

（2）VR應(yīng)用在大型活動、舞臺劇場、演唱會表演等各種大型現(xiàn)場。將虛擬對象與真實(shí)舞臺完美疊加，透過大屏幕或投影儀為觀眾呈現(xiàn)出一個(gè)夢幻與現(xiàn)實(shí)混合的三維奇觀。比如當(dāng)下名聲大噪的初音未來、洛天依等虛擬歌姬的演唱會，就是通過AR技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

所以相比VR來說，AR才是更加可怕的技術(shù)。VR有點(diǎn)想在戴著眼鏡做白日夢或者是美夢，但AR卻是真實(shí)的。如果這樣的技術(shù)被無約束、限制的開發(fā)那后果可是很嚴(yán)重的。而隨著VR和AR的發(fā)展，它們肯定會融匯的，比如現(xiàn)在的混合現(xiàn)實(shí)——MR。

各自的劣勢：

AR技術(shù)：現(xiàn)階段而言，AR技術(shù)僅僅處于起步階段，要在日常生活中應(yīng)用還有很多局限性，而且還有很多未知的領(lǐng)域等待探索。同時(shí)目前AR的應(yīng)用仍停留在優(yōu)化消費(fèi)體驗(yàn)方面，期待AR技術(shù)能早日成為我們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠帧?/p>

VR技術(shù)：VR頭顯設(shè)備不夠輕便，佩戴時(shí)間過長則會產(chǎn)生明顯的暈眩感，不利于用戶體驗(yàn)。而且頭顯設(shè)備價(jià)格較為昂貴，并不能大范圍普及